基于能力培养的《过程控制系统》课程教学手段与方法改革研究

王永秀　季鸿雁　曾慧琴

【摘要】《过程控制系统》是自动化专业的一门重要的专业课，与实际生产过程结合紧密，为了培养创新型的专业人才，特对教学手段与方法进行改革研究。这些教学改革的尝试受到学生的好评，普遍反映能提高对于过程控制系统的整体认识和综合应用能力。

【关键词】过程控制系统；创新型；教学手段和方法

【中图分类号】TP273-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）28-0139-01

过程控制系统是自动化专业的一门重要的专业课，具有很强的应用性，在整个自动化专业课程体系中占有重要的地位，是培养创新型自动化专业人才的关键课程之一。该课程将控制理论中介绍的原理和方法与工业过程控制系统联系起来，解决特定的工业过程控制问题。通过本课程的学习主要让学生了解和掌握工业生产过程控制系统中各种工艺流程，合理选用不同的控制方案。

对于过程控制这样一门不断发展的技术，传统的教学模式难以取得最佳教学效果。因此，我们结合过程控制课程特点以及多年来的授课经验，注重理论研究与实践教学相结合，科学安排理论教学内容，改革教学手段与方法，强调学生创新思维和能力的培养，为学生打下坚实的专业基础。

一、科学安排教学内容

我校自动化专业本课程的教学时数为56学时，授课46学时，实验10学时。在教学内容的组织上，为解决学生对过程控制系统缺乏全局性了解的问题，我们在课程的概述部分先选择1～2个典型的过程控制系统实例进行介绍，让學生在初始阶段就对实际的过程控制系统有一个感性的认识，基本了解过程控制系统的工作模式和组成部分，然后在后续章节的教学中围绕该应用实例展开各种关键技术，在控制系统设计章节对该应用实例进行总结，最后在实践教学环节中让学生自己动手实现系统设计。

二、开展《过程控制系统》课程设计

《过程控制系统》教学内容主要包括过程对象的特性与建模，单回路控制系统、常用的复杂控制系统的原理与设计应用等。除与课堂内容配套的必做实验之外，我校从15级开始开展本课程的课程设计，该课程设计对学生提出更高的专业知识要求，包括完备的控制理论知识，扎实的本课程知识以及相关软件的运用能力。学生可以在指导老师的帮助下，进行控制方案的选取、系统的设计，包括设备的硬件连接、软件组态以及个性化人机交互界面的设计。经过该课程设计环节，学生综合应用所学的专业基础知识的能力将得到极大提高，掌握控制系统设计的方法和步骤，建立起初步的工程经验，培养解决和处理工程实际问题的能力，为毕业后从事自动化系统设计等工作及继续深造打下良好基础。

三、改进教学手段与方法，注重能力培养

1.课堂教学与MATLAB仿真相结合

目前，多媒体技术已作为一种辅助教学手段被全面引入本课程的教学中。我们彻底改变过去单一的知识传授型教学模式，从以课堂灌输式教学为主的模式转变到以“启发式、交互式、实践式”等紧密结合的教学模式上来。《过程控制系统》的教学中图例较多，在课堂教学中，我们引入案例教学和演示教学，以真实项目为载体设计教学案例，在多媒体教学课件中嵌入各种典型流程工业生产控制系统和各种控制算法的MATLAB/Simulink仿真程序，使得学生不必进入生产现场，可以从多角度、全方位地了解过程控制系统的全貌，深化学生对控制系统的理解；同时在课堂教学中进行控制系统设计仿真演示，现场比较各种控制系统的结构和控制算法的控制效果，手动调整控制算法的参数，分析比较各参数下的控制效果，增强学生的感性认识，提高课堂教学效果。把多媒体仿真工具应用到课堂上，加强创新能力培养，做到因材施教。

2.加强教师与学生的互动，随机进行课堂测验

在讲课过程中，教师要注重启发学生的思维，加强与学生的互动。知识点的讲解要做到条理清晰、重点突出、举一反三。例如讲解某个知识点时，原理相同采用的仪表不同，教师讲解其中一种仪表，选取另外一种仪表进行课堂小测验，让学生根据教师的讲解自己推导，深入理解这个知识点。培养学生的自学、思考意识，为创新能力打下基础。

3.充分利用学校的网络教学平台进行教学活动

教师把本门课程的教学课件、教学周历等教学内容传到网上，方便学生下载，教师与学生按时进行网上答疑，课程探讨，及时解决学生的疑问，加深知识点的掌握，培养学生的自学创新能力。

四、结束语

作为自动化专业的一门重要的专业课，在过程控制近几年来的课程教学中，我们科学安排教学内容、开展课程设计、改进教学手段与方法，注重能力培养。按照创新型人才培养的需求，对《过程控制系统》课程的理论教学改革进行实践和探索，从教学内容、教学方法、教学手段等多方面入手逐步完善本课程的教学，其目的是调动学生的学习兴趣，培养学生的分析问题、解决问题以及综合应用专业知识的能力。而这些教学改革的尝试受到学生的好评，普遍反映能提高对于过程控制系统的整体认识和综合应用能力。

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